ГОСТ Р 70689-2023. Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Лазерное сканирование. Общие требования к проведению работ
9 Методология проведения работ
9.1 Подготовительные работы
9.1.1 Создание съемочной геодезической сети
9.1.1.1 Съемочную геодезическую сеть в составе подготовительных работ при проектном технологическом процессе создают для обеспечения привязки результатов лазерного сканирования к системам координат, повышения точности и контроля результатов лазерного сканирования, а также для объединения (сшивки) смежных облаков ТЛО.
Созданная съемочная геодезическая сеть в составе подготовительных работ при проектном технологическом процессе должна быть представлена в системе координат и высот, указанных в техническом задании на проведение съемки с помощью систем лазерного сканирования и (или) программе работ по лазерному сканированию. Съемку с помощью систем лазерного сканирования необходимо выполнять с использованием государственных, местных, локальных и международных систем координат, государственной системы высот и государственной гравиметрической системы [5]. В случае необходимости установления локальной системы координат требования к ней разрабатываются в программе работ по лазерному сканированию в соответствии с техническим заданием на проведение съемки с помощью систем лазерного сканирования.
9.1.1.2 Для создания сети съемочного обоснования в качестве исходных используют следующие пункты:
- ГГС;
- ГНС;
- ОГС;
- ВОГС;
- ССДС, включенных в федеральный фонд пространственных данных.
9.1.1.3 Состав СГС согласно рисунку 3 состоит из следующих элементов:
- базовые станции;
- станции сканирования;
- ОП;
- КТ.
Рисунок 3 - Схема развития съемочной геодезической сети
9.1.1.4 Построение СГС необходимо осуществлять методами полигонометрии, геометрического нивелирования, основываясь на требованиях нормативно-технической документации в зависимости от технологии работ, спутниковыми определениями координат по ГОСТ Р 53606 и другими методами, обеспечивающими точность в соответствии с ГОСТ 32869-2014 (раздел 11).
9.1.1.5 В качестве средств для геодезических спутниковых наблюдений на базовых станциях допускается использовать как одиночные спутниковые ГНСС приемники, так и приемники, входящие в состав сетей дифференциальных геодезических станций.
9.1.1.6 Закладку пунктов базовых станций выполняют в соответствии со следующими требованиями:
- наличие приема сигналов спутникового ГНСС приемника при угле маски возвышения не более 15°;
- отсутствие в пределах 50 м устройств, работа которых оказывает негативное воздействие на качество приема спутниковых сигналов;
- при расчете расстояния между смежными базовыми станциями следует принимать во внимание размещаемые ОП и КТ на протяжении всего участка работ в соответствии с требованиями 9.1.1.8 - 9.1.1.11. Таким образом, при проведении ГНСС-измерений ориентировочное СКП планового и высотного положения ОП и КТ должно рассчитываться в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53606-2009 (пункт 7.3.7), исходя из которых определяется расстояние до базовых станций;
- расстояние между смежными базовыми станциями не должно превышать 60 км.
9.1.1.7 Выбор места расположения станции сканирования должен быть обусловлен соблюдением следующих факторов:
- следует обеспечить взаимную видимость между двумя смежными станциями сканирования минимум трех ОП и одной КТ на обоих облаках ТЛО;
- потенциальное место расположения станций сканирования не должно влиять на безопасность дорожного движения;
- при выполнении сканирования без использования ОП и КТ станции сканирования следует закреплять на местности или предметах, обеспечивающих сохранность, долговечность и устойчивость планового и высотного положения;
- следует учитывать особенности местности и расположение объектов и сооружений, способствующих возникновению теневых (слепых) зон в процессе лазерного сканирования.
9.1.1.8 Размещение ОП и КТ должно соответствовать следующему ряду общих критериев:
- в качестве ОП и КТ следует использовать опознаки различного исполнения: плоские и объемные (рекомендуемые типы приведены в приложении А);
- при совместном использовании различных видов систем лазерного сканирования выбор места размещения ОП и КТ должен обеспечивать одновременную видимость в процессе лазерного сканирования, при этом геометрические контуры ОП и КТ должны достоверно идентифицироваться на облаке ТЛО;
- в соответствии с рисунком 4 ОП и КТ не должны находиться в одной плоскости;
- между ОП, КТ и системой лазерного сканирования должна быть прямая видимость;
- ОП и КТ не должны нарушать идентификацию дорожных знаков и разметки;
- в соответствии с рисунком 5 и требованиями 9.1.1.9 размещение плоских типов марок, используемых в качестве ОП и КТ, следует выполнять на расстоянии не более 1 м от кромки автомобильной дороги.
Рисунок 4 - Способ размещения ОП и КТ
Рисунок 5 - Схема расположения ОП и КТ
9.1.1.9 Требования к размещению ОП и КТ для мобильного лазерного сканирования при проектном технологическом процессе представлены в таблице 1.
Таблица 1
Условия размещения ОП и КТ
при мобильном лазерном сканировании
Особенности объекта измерений | Условия размещения |
Проезжая часть имеет по одной полосе в каждом направлении движения | С шагом не более 400 м, чередуя по полосам направления движения в шахматном порядке |
Количество полос движения три и более | С шагом не более 400 м на каждой стороне движения в створе друг с другом |
Радиус скругления до 100 м | Шаг не более 50 м, чередуя стороны внешнего и внутреннего радиусов, а также по одному в начале и конце скругления |
Радиус скругления от 100 до 300 м | Шаг не более 100 м, чередуя стороны внешнего и внутреннего радиусов, а также по одному в начале и конце скругления |
Радиус скругления более 300 м | Шаг не более 200 м, чередуя стороны внешнего и внутреннего радиусов, а также по одному в начале и конце скругления |
Резкий перепад высот покрытия | Дополнительно в начале и конце участка, а также в местах с наименьшей (наибольшей) отметкой |
Потенциальные места потери спутникового сигнала | На расстоянии от 50 до 100 м перед и после участка, а также непосредственно на самом участке шагом не более 50 м |
9.1.1.10 В случае использования систем МЛС при выполнении работ, относящихся к общему технологическому процессу, размещение ОП и КТ обязательно в местах совмещения смежных проездов системы МЛС, выполненных от соседних базовых станций. Согласно 9.2.3.10 при соблюдении технологии выполнения измерений с помощью систем МЛС количество размещаемых ОП должно составлять не менее 3 шт. с шагом не менее 50 м и не менее 2 шт. КТ в начале и конце участка перекрытия. При размещении опознаков на участке перекрытия с перекрестком количество размещаемых ОП должно быть не менее 3 шт. и не менее 2 шт. КТ.
9.1.1.11 При выполнении работ, где в качестве измерительного средства выступает система ВЛС, при размещении ОП и КТ необходимо соблюдать следующие требования:
- место расположения ОП и КТ не должно располагаться на поверхностях с изломанным рельефом;
- в месте размещения ОП и КТ не должно быть высокой растительности, а также древесно-кустарниковых насаждений;
- для получения данных, соответствующих проектному технологическому процессу, ОП следует размещать в зоне проведения работ на расстоянии не более 400 м друг от друга, чередуя стороны относительно оси автомобильной дороги в шахматном порядке, и КТ на расстоянии не более 1 км для общего технологического процесса, по 1 шт. ОП и КТ на каждые 4 км оси.
9.1.2 Требования к типам закрепления и конструкциям пунктов СГС
9.1.2.1 Конструкция и тип закрепления пунктов СГС определяется в соответствии с видом технологического процесса (таблица 2).
Таблица 2
Тип закреплений пунктов СГС
Пункт СГС | Технологический процесс | Тип закрепления | Закладка и закрепление |
Базовая станция | Проектный | Долговременный, постоянный | В соответствии с [6] |
Общий | Временный | В соответствии с [6] | |
Станция сканирования | Проектный | Долговременный, постоянный, временный | В соответствии с [6]; временный тип закрепления допускается в исключительных случаях ввиду расположения станций сканирования на асфальтобетонном, бетонном, каменном или металлическом покрытии |
Общий | Временный | В соответствии с [6] | |
ОП | Проектный | Временный | Приведен в приложении А |
Общий | Приведен в приложении А | ||
КТ | Проектный | Временный | Приведен в приложении А |
Общий | Приведен в приложении А |
9.1.2.2 Конструкция и способ закладки ОП и КТ должны удовлетворять следующим требованиям:
- центр опознака должен иметь правильную геометрическую форму и беспрепятственно идентифицироваться на облаке ТЛО;
- опознак должен иметь сухую и чистую поверхность;
- допускается использование пленок-отражателей на самоклеящейся основе для размещения на наклонных и вертикальных поверхностях искусственных сооружений и объектах дорожной инфраструктуры;
- допускается использовать в качестве закрепительных средств трафарет и краску (минимальное количество слоев краски должно быть не менее двух как при нанесении аэрозольным баллончиком, так и при использовании кисти или валика);
- цвета центра опознака ОП и КТ должны иметь контраст на фоне места закладки;
- допускается использовать в качестве ОП и КТ предметы местности, имеющие ярко выраженные контуры, которые возможно идентифицировать на облаке ТЛО: люки, дорожная разметка и т.д.
9.1.2.3 Размеры ОП и КТ могут изменяться в зависимости от вида задач и используемой системы лазерного сканирования. В качестве ОП и КТ допускается использовать контуры характерных элементов местности, таких как дорожная разметка, дорожные знаки, инженерно-технические сооружения, здания и другие.
9.1.3 Требования к содержанию технического задания на проведение съемки с помощью систем лазерного сканирования
9.1.3.1 Техническое задание на проведение съемки с помощью систем лазерного сканирования формируют в зависимости от вида работ как самостоятельный документ или раздел технического задания на проведение инженерных изысканий по ГОСТ 32869-2014 (подраздел 4.3).
9.1.3.2 При проведении работ, не входящих в состав инженерных изысканий, техническое задание должно содержать следующие общие данные и сведения:
- наименование объекта и его описание (место и границы проведения работ), геометрические характеристики (протяженность, площадь), а также технические характеристики в соответствии с действующей нормативно-технической документаций (категория автомобильной дороги, количество полос движения, тип мостового сооружения, количество пролетных строений и др.);
- ситуационный план (схема) участка работ с указанием границ, точек начала и окончания участка автомобильной дороги, контуров искусственных сооружений и т.д.;
- целевое назначение (ремонт, капитальный ремонт, реконструкция, строительство, кадастровые работы, диагностика и мониторинг, строительный контроль и др.);
- требования к назначению работ по ГОСТ Р 70690;
- сведения о системе координат и высот;
- требования к составу и формату данных лазерного сканирования в соответствии с ГОСТ Р 70690;
- требования к данным, полученным дополнительными измерительными средствами (фотоматериалы, тепловые карты и др.);
- требования к точности результатов лазерного сканирования;
- требования к плотности облака ТЛО;
- дополнительные и (или) специальные требования.
9.1.3.3 Техническое задание на выполнение работ с применением системы НЛС кроме общих требований должно содержать требования к созданию СГС, включающей в себя станции сканирования, ОП и КТ.
9.1.3.4 При использовании системы МЛС минимальный перечень требований к техническому заданию состоит из следующих позиций:
- минимальная ширина сканирования;
- минимальная область перекрытия между параллельными проездами, %;
- требования к созданию СГС, состоящей из базовых станций, ОП и КТ.
9.1.3.5 При использовании системы ВЛС минимальный перечень требований к техническому заданию состоит из следующих позиций:
- минимальная ширина сканирования;
- минимальная область перекрытия между параллельными пролетами, %;
- высота и скорость полета;
- требования к созданию СГС, состоящей из базовых станций, ОП и КТ;
- требования к фотоматериалам (разрешение снимка).
9.1.4 Требования к составу программы работ по лазерному сканированию
9.1.4.1 Программу работ по лазерному сканированию формируют как самостоятельный документ или раздел программы инженерных изысканий в соответствии с ГОСТ 32869-2014 (подраздел 4.4).
9.1.4.2 В состав самостоятельного документа программы работ по лазерному сканированию необходимо включить следующие сведения:
- информацию о методах развития СГС, количестве и типе пунктов СГС, а также схему их расположения;
- информацию об используемом оборудовании и средствах измерения, с помощью которых осуществляется развитие СГС, а также проведение измерений;
- параметры лазерного сканирования, дальность лазерного сканирования, скорость движения транспортного средства или летательного аппарата, высота полета, а также способ исчисления высоты (абсолютная или относительная), расстояния между пролетами (при параллельном галсировании), запись фото (при необходимости), интервал фотосъемки (время или расстояние);
- информацию о методе и последовательности проведения измерений;
- данные о средствах и способах проведения камеральных работ;
- сведения о проведении внутреннего контроля качества и точности пространственных данных;
- требования к составу отчетной документации, составу и формату данных лазерного сканирования, специальные требования к данным;
- информацию о способе передачи данных и приемке выполненных работ.
9.2 Производство работ
9.2.1 Общие требования
9.2.1.1 Технология и методика проведения работ с использованием систем лазерного сканирования не должна противоречить требованиям и эксплуатационным руководствам производителя оборудования.
9.2.1.2 В зависимости от вида технологического процесса следует провести соответствующие работы по развитию СГС.
9.2.1.3 Перед началом измерений следует провести рекогносцировочное обследование места производства работ, определить места размещения базовых станций, станций сканирования, ОП и КТ с последующим составлением их абрисов.
9.2.1.4 В процессе выполнения измерений следует исключать вероятность влияния внешних факторов на качество получаемой пространственной информации. К таким факторам относятся рефракция, осадки в виде капель дождя, снег, сильный ветер, способствующий поднятию частиц пыли в воздух, туман и т.д.
9.2.1.5 Досъемку теневых участков выполняют в соответствии с 9.3.
9.2.1.6 При подборе параметров лазерного сканирования следует руководствоваться рекомендациями производителя оборудования и обеспечить необходимую плотность облака ТЛО в соответствии с ГОСТ Р 70690-2023 (пункт 5.9).
9.2.1.7 Точность облака ТЛО должна удовлетворять требованиям к результату выполняемых работ, соответствующих этапам жизненного цикла автомобильных дорог по ГОСТ Р 70690-2023 (таблица 3).
9.2.1.8 При проведении лазерного сканирования на специфических и уникальных участках работ, таких как городская застройка, а также в местах с резкими перепадами высот необходимо учитывать следующие аспекты:
- в условиях городской застройки следует принимать во внимание тип застройки и наличие объектов, способных оказывать влияние на качество спутникового позиционирования (деревья, рекламные щиты и т.д.); также для уменьшения количества образования теневых зон на облаке ТЛО следует выполнять лазерное сканирование в такой период времени, при котором количество источников возникновения теневых зон будет минимально; при выборе мест размещения и количества ОП и КТ следует исходить из типа застройки;
- на участках с резкими перепадами высот следует учитывать расстояние до базовых станций с учетом типа рельефа, а также потенциальное негативное воздействие на спутниковое позиционирование из-за оборудования, установленного на транспортных средствах.
9.2.1.9 При совмещении облаков ТЛО, полученных с помощью различных видов систем лазерного сканирования, следует разделять облака ТЛО на каркасные и дополнительные. Каркасные облака ТЛО получают в результате проведения работ системой лазерного сканирования, выбранной в качестве основного средства измерений. Дополнительные ТЛО формируются в результате использования иных систем лазерного сканирования. Таким образом, дополнительные облака ТЛО следует совмещать с каркасным облаком ТЛО с помощью ОП.
9.2.2 Наземное лазерное сканирование
9.2.2.1 Наземное лазерное сканирование используют в качестве основного метода лазерного сканирования для выполнения работ, требующих высокой точности и детальности облака точек на небольших по площади или протяженности объектах. В качестве вспомогательного метода систему НЛС применяют для досъемки теневых зон, возникших при проведении мобильного и воздушного лазерного сканирования.
9.2.2.2 При выполнении наземного лазерного сканирования сканы следует разделять на "каркасные" и "дополнительные".
Каркасные сканы выполняют в виде системы линейно-протяженных ходов. Процент перекрытия облаков ТЛО каркасных сканов должен составлять не менее 30% (см. рисунок 6).
Условные обозначения:
| - ОП и (или) КТ; |
| - область перекрытия между каркасными сканами, не менее 30%; |
| - каркасный скан; |
| - область перекрытия между дополнительными сканами, не менее 20% |
| - дополнительный скан; |
| - область перекрытия между каркасными и дополнительными сканами, не менее 30% |
Рисунок 6 - Схема съемки с помощью системы НЛС
К дополнительным относят сканы, выполняемые для устранения теневых зон и повышения детализации объекта сканирования. Процент перекрытия облаков ТЛО дополнительных сканов должен составлять не менее 20%.
Расстояние между местами установки системы НЛС выбирают исходя из технических параметров сканирующей системы с учетом обеспечения необходимого перекрытия сканов для удовлетворения требований к результату работ и плотности облака ТЛО согласно ГОСТ Р 70690-2023 (таблица 3 и пункт 5.9).
К дополнительным относят сканы, выполняемые для устранения теневых зон и повышения детализации объекта сканирования. Процент перекрытия облаков ТЛО для дополнительных сканов должен составлять не менее 20% и не менее 30% - для каркасных сканов.
9.2.2.3 Для объединения сканов в области их перекрытия следует разместить не менее трех ОП и не менее двух КТ.
Также допускается объединение сканов в ПО в автоматическом режиме (по общим плоскостям поверхностей объектов местности).
9.2.2.4 При объединении сканов, полученных при использовании системы НЛС, со сканами, полученными при использовании систем МЛС и ВЛС, следует использовать не менее трех ОП и не менее двух КТ.
9.2.3 Мобильное лазерное сканирование
9.2.3.1 Мобильное лазерное сканирование используют в качестве основного метода лазерного сканирования для выполнения работ, требующих высокой точности и детальности облака точек на линейных объектах. В качестве вспомогательного метода систему МЛС применяют для досъемки теневых зон, искусственных и мостовых сооружений, а также для досъемки твердых покрытий и элементов при проведении воздушного лазерного сканирования.
9.2.3.2 Перед началом и в конце работ необходимо выполнить инициализацию в соответствии с рекомендациями производителя системы лазерного сканирования.
В общем случае период выполнения статических наблюдений должен составлять не менее 5 минут, а последующее движение должно осуществляться по восьмиобразной траектории, с ускорением и торможением (см. рисунок 7).
Рисунок 7 - Траектория движения в форме восьмерки
9.2.3.3 Инициализацию необходимо выполнять на участке с благоприятными условиями для приема спутникового сигнала и вдали от возможных источников электромагнитных помех.
9.2.3.4 В зависимости от требований задания на проведение измерений с помощью системы МЛС, категории автомобильной дороги и выбранного технологического процесса количество проездов может изменяться (в соответствии с таблицей 3).
Таблица 3
Требования к минимальному количеству проездов
по автомобильным дорогам
Технологический процесс | Количество полос движения | Наличие разделительной полосы или барьерного ограждения | Количество проездов | Условия проездов |
Проектный | Не более одной | Да/нет | Не менее одного | Для каждого из направлений |
Две | Да/нет | Кратное количеству полос | Для каждого из направлений | |
Три и более | Да/нет | Не менее двух | Проезды должны быть выполнены по внешним и внутренним полосам, для каждого из направлений | |
Съезды и примыкания | - | - | Не менее 50 м | |
Общий | Не более двух | Да | Не менее одного | Для каждого из направлений |
Не более двух | Нет | Не менее одного | Для каждого из направлений | |
Три и более | Да/нет | Не менее четырех | Для каждого из направлений | |
Съезды и примыкания | - | - | При наличии требований в задании |
9.2.3.5 В зависимости от требования задания на проведение лазерного сканирования количество проездов может быть увеличено.
9.2.3.6 Не допускается движение задним ходом при выполнении лазерного сканирования.
9.2.3.7 Для возможности корректного уравнивания траектории движения данные необходимо записывать в одном проекте (миссии), но отдельными проездами и по возможности избегать самопересечений траектории в процессе сбора данных (см. рисунок 8).
Рисунок 8 - Схема проездов
при мобильном лазерном сканировании
9.2.3.8 Область перекрытия между смежными сканами должна составлять не менее 30% в случае, когда проезды выполняются по одной проезжей части либо по проезжим частям, находящимся в одном уровне, а также с разделительной полосой менее 30 м, не содержащей при этом объекты, ограничивающие прямую видимость (см. рисунок 9). В остальных случаях область перекрытия между соседними сканами должна обеспечивать возможность их взаимного уравнивания и контроля результатов лазерного сканирования.
Рисунок 9 - Область перекрытия между соседними сканами
9.2.3.9 В процессе лазерного сканирования удаление от базовой станции не должно превышать 20 км для работ проектного и 60 км для работ общего технологического процесса.
9.2.3.10 Для объединения смежных проездов, выполняемых в рамках технологического процесса "общий", необходимо обеспечить их перекрытие. Участок перекрытия должен быть от 100 метров, а в случае отсутствия контуров характерных элементов местности участок перекрытия должен быть увеличен.
Для объединения смежных проездов, выполняемых в рамках технологического процесса "проектный", необходимо обеспечить их перекрытие. Участок перекрытия должен быть от 100 м и содержать не менее 4 ОП и КТ, входящих в СГС.
9.2.3.11 Настройки системы лазерного сканирования должны соответствовать требованиям к полученным результатам в соответствии с ГОСТ Р 70690.
9.2.3.12 Необходимо исключить движение с параллельно движущимся транспортным средством, а также сзади едущим транспортным средством на расстоянии менее 5 м.
9.2.3.13 Дискретность записи спутниковых статических измерений базовой станции должна быть не реже 1 Гц.
9.2.3.14 Для проектного технологического процесса необходимо провести досъемку рельефа в местах с густой и высокой растительностью для определения истинной отметки рельефа согласно 9.3.
9.2.4 Воздушное лазерное сканирование
9.2.4.1 Работы, проводимые с помощью систем ВЛС, следует выполнять в соответствии с [7].
9.2.4.2 При планировании траектории движения системы ВЛС оператор должен учитывать внешние факторы, влияние которых может привести к повреждениям (утрате) оборудования.
9.2.4.3 В процессе инициализации выполняют статические наблюдения, затем после взлета летательный аппарат должен выполнить полет по восьмиобразной траектории в соответствии с ГОСТ Р 59328-2021 (приложение В).
9.2.4.4 Участок проведения инициализации должен иметь благоприятные условия для приема спутникового сигнала.
9.2.4.5 Дискретность записи спутниковых статических измерений базовой станции должна быть не реже 1 Гц.
9.2.4.6 Процесс выполнения ВЛС не должен противоречить требованиям, предъявляемым инструкцией по эксплуатации оборудования, а также ГОСТ Р 59328-2021 (пункт 8.1.5).
9.2.4.7 При проведении аэрофотосъемки совместно с воздушным лазерным сканированием методика выполнения измерений должна соответствовать ГОСТ Р 59562 и ГОСТ Р 59328-2021 (подраздел 8.1).
9.2.4.8 Для проектного технологического процесса необходимо провести досъемку рельефа в местах с густой и высокой растительностью для определения истинной отметки рельефа согласно 9.3.
9.2.4.9 Процент перекрытия между смежными пролетами при выполнении воздушного лазерного сканирования должен составлять не менее 20%.
9.3 Порядок выполнения досъемочных работ методом НЛС
9.3.1 Досъемочные работы методом НЛС следует выполнять:
- для исключения теневых зон, получения отметок рельефа, а также уточнения ситуации согласно ГОСТ 32869-2014 (подраздел 9.2);
- для проведения геодезических измерений, входящих в состав инженерно-гидрографических и гидроморфометрических работ, согласно ГОСТ 32869-2014 (подраздел 9.8);
- для съемки подземных, наземных и надземных инженерных коммуникаций согласно ГОСТ 32869-2014 (подраздел 9.6).
9.3.2 Досъемочные работы должны выполняться от исходных пунктов развития СГС и/или непосредственно от пунктов СГС.
Подписаться на обновления